DE102011088912A1

DE102011088912A1 - Circuit arrangement for detecting a short circuit in a circuit breaker assembly

Info

Publication number: DE102011088912A1
Application number: DE102011088912A
Authority: DE
Inventors: Andrea Barnetova
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-20
Also published as: KR20140103166A; US20140333320A1; WO2013087604A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Detektion eines Kurzschlusses zwischen einem ersten (OUT1) und einem zweiten Anschluss (OUT2) einer Leistungsschalteranordnung zum Bestromen einer an den ersten und zweiten Anschluss (OUT1, OUT2) verbindbaren Last. Zwischen einem hohen Potential (Vbat) einer Versorgungsspannung und dem ersten Anschluss ist ein erster Leistungsschalter (HS1) und zwischen dem zweiten Anschluss (OUT2) und dem niederen Potential (GND) der Versorgungsspannung ist ein zweiten Leistungsschalter (LS1) angeordnet. Im Strompfad des ersten Leistungsschalters (HS1) ist eine erste Strommesseinrichtung und im Strompfad des zweiten Leistungsschalters (LS1) ist eine zweite Strommesseinrichtung angeordnet. Ein erster Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der ersten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert und ein zweiten Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der zweiten Strommesseinrichtung mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert sind den Strommesseinrichtungen zugeordnet.The invention relates to a circuit arrangement for detecting a short circuit between a first (OUT1) and a second terminal (OUT2) of a circuit breaker arrangement for supplying a load that can be connected to the first and second terminals (OUT1, OUT2). Between a high potential (Vbat) of a supply voltage and the first terminal is a first power switch (HS1) and between the second terminal (OUT2) and the low potential (GND) of the supply voltage, a second power switch (LS1) is arranged. In the current path of the first power switch (HS1) is a first current measuring device and in the current path of the second circuit breaker (LS1) is a second current measuring device arranged. A first comparator for comparing the measured values of the first current measuring device with a first lower and a second higher threshold value and a second comparator for comparing the measured values of the second current measuring device with a first lower and a second higher threshold value are assigned to the current measuring devices.

Description

In Kraftfahrzeugen müssen eine Fülle von Lasten ein- und wieder ausgeschaltet werden. Beispiele hierfür sind ohmsche Lasten wie Fahr-, Blink-, Rückfahr- und Bremsleuchten, kapazitive Lasten wie beispielsweise Piezoaktoren für Einspritzventile, induktive Lasten wie beispielsweise Magnetspulen für Einspritzventile oder sonstige Ventile in Flüssigkeitsleitungen sowie die Ansteuerung unterschiedlichster elektromotorischer Stellglieder zur Betätigung von Scheibenwischern, Fensterhebern, der Drosselklappe oder ähnliches. In automobiles, loads of loads have to be switched on and off again. Examples include ohmic loads such as driving lights, turn signals, reversing and brake lights, capacitive loads such as piezo actuators for injection valves, inductive loads such as solenoid coils for injectors or other valves in fluid lines and the control of various electromotive actuators for operating windshield wipers, window regulators, the throttle or similar.

Da die Spannungsversorgung in einem Kraftfahrzeug üblicherweise aus der Fahrzeugbatterie erfolgt, die bei Personenkraftwagen heutzutage üblicherweise eine Spannung von 12 Volt aufweist und bei Lastkraftwagen eine Spannung von 24 Volt, müssen für die erforderlichen Leistungen hohe Ströme fließen. Diese Ströme müssen durch entsprechend ausgelegte elektronische Schalter, meistens Leistungstransistoren, geführt werden können. Für ohmsche Lasten werden zumeist reine High-Side- oder Low-Side-Schalter verwendet, während zur Ansteuerung induktiver Lasten Halbbrücken verwendet werden, bei denen die Last sowohl über einen High-Side-Schalter mit dem positiven Anschluss der Versorgungspannung und über einen Low-Side-Schalter mit dem Masseanschluss der Versorgungsspannung verbunden ist. In bekannter Weise müssen außerdem an geeigneten Stellen Freilaufdioden vorgesehen sein. Wenn es darum geht, induktive Lasten aufzuladen und wieder entladen zu können, sind zumeist Halbbrücken in Form von in Serie geschalteten Leistungstransistoren vorgesehen, an deren Verbindungspunkt die Last gegen Masse angeschlossen ist. Since the power supply in a motor vehicle usually takes place from the vehicle battery, which nowadays usually has a voltage of 12 V in passenger cars and a voltage of 24 V in the case of trucks, high currents must flow for the required powers. These currents must be routed through appropriately designed electronic switches, mostly power transistors. For resistive loads, mostly pure high-side or low-side switches are used, while half-bridges are used to drive inductive loads, in which the load is connected both via a high-side switch to the positive terminal of the supply voltage and via a low-side switch. Side switch is connected to the ground terminal of the supply voltage. In a known manner freewheeling diodes must also be provided at suitable locations. When it comes to charging and discharging inductive loads, half bridges are usually provided in the form of series-connected power transistors, at the junction of the load is connected to ground.

Zum Ansteuern von elektromotorischen Antrieben werden häufig Vollbrücken – auch als H-Brücken bezeichnet – verwendet, um den Motor in beiden Richtungen betreiben zu können. Hierbei sind die beiden Anschlüsse des elektromotorischen Antriebs einerseits über jeweils einen High-Side-Schalter mit dem hohen Potential der Versorgungsspannung und andererseits über Low-Side-Schalter mit dem niederen Potential der Versorgungsspannung – meistens der Masseanschluss – verbunden. Die Bodydioden der verwendeten Leistungstransistoren dienen dabei zumeist als Freilaufdioden. To drive electric motor drives are often full bridges - also known as H-bridges - used to operate the motor in both directions. Here, the two terminals of the electric motor drive on the one hand via a high-side switch with the high potential of the supply voltage and on the other hand via low-side switch with the low potential of the supply voltage - usually the ground terminal - connected. The body diodes of the power transistors used are usually used as freewheeling diodes.

Die als Leistungstransistoren ausgebildeten elektronischen Schaltelemente werden zumeist in integrierten Schaltungen – häufig als Asics ausgeführt – in größerer Zahl realisiert und können durch geeignete Verschaltung zu den oben angeführten Voll- oder Halbbrücken verbunden werden. In der integrierten Schaltung sind dabei geeignete Steuerschaltungen vorgesehen, die zumeist von außen über einen Mikrocontroller gesteuert das Ein- und Ausschalten der angeschlossenen Lasten steuern können. The electronic switching elements in the form of power transistors are mostly realized in integrated circuits - often embodied as Asics - in greater numbers and can be connected by suitable interconnection to the above-mentioned full or half bridges. In the integrated circuit suitable control circuits are provided, which can usually controlled from the outside via a microcontroller control the switching on and off of the connected loads.

Bei all den genannten Schaltungstopologien können jedoch Kurzschlüsse über den Schaltern, von den Anschlüssen der Last gegen Batteriespannung oder Massepotential oder über der Last auftreten. Außerdem können auch Leitungsunterbrechungen auftreten. All diese Fehlerfälle müssen sicher detektiert und zur Anzeige gebracht werden können, um geeignete Maßnahmen zur Behebung des Fehlers ergreifen zu können. However, in all of the circuit topologies mentioned, short circuits may occur across the switches, from the load's terminals to battery voltage or ground potential, or across the load. In addition, line breaks may occur. All these faults must be reliably detected and displayed in order to take appropriate action to correct the fault.

Die DE 10 2008 018 244 B3 beschreibt am Beispiel einer Halbbrücke mit einer induktiven Last, die einerseits über einen High-Side-Schalter mit dem positiven Potential der Versorgungsspannung und über einen Low-Side-Schalter mit dem Masseanschluss verbunden ist, die Detektion von Kurzschlüssen über den Schaltern sowie von den Lastanschlüssen gegen die Potentiale der Versorgungsspannung und außerdem einen Leitungsbruch in den Verbindungsleitungen der Last. Nicht offenbart und problematisch ist jedoch die Detektion eines Kurschlusses über der Last, da dieser nur sehr aufwändig von einem Kurzschluss gegen die Versorgungsspannung oder das Massepotential unterschieden werden kann. The DE 10 2008 018 244 B3 describes the example of a half-bridge with an inductive load, which is connected on the one hand via a high-side switch to the positive potential of the supply voltage and a low-side switch to the ground terminal, the detection of short circuits on the switches and the load terminals against the potentials of the supply voltage and also a line break in the connecting lines of the load. Not disclosed and problematic, however, is the detection of a short circuit over the load, as this can be distinguished only very complicated by a short circuit to the supply voltage or the ground potential.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen solchen Kurzschluss über der Last auf einfache Weise detektieren zu können. It is therefore the object of the invention to be able to detect such a short circuit over the load in a simple manner.

Die Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by a circuit arrangement according to claim 1 and a method according to claim 3. Advantageous developments are specified in the subclaims.

Demgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Schaltungsanordnung zur Detektion eines Kurzschlusses zwischen einem ersten und einem zweiten Anschluss einer Leistungsschalteranordnung zum Bestromen einer an den ersten und zweiten Anschluss verbindbaren Last, mit einem zwischen einem hohen Potential einer Versorgungsspannung und dem ersten Anschluss angeordneten ersten Leistungsschalter und einem zwischen dem zweiten Anschluss und dem niederen Potential der Versorgungsspannung angeordneten zweiten Leistungsschalter. Im Strompfad des ersten Leistungsschalters und dem Strompfad des zweiten Leistungsschalters ist eine erste bzw. zweite Strommesseinrichtung angeordnet. Die Schaltungsanordnung weist ferner einen ersten und einen zweiten Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der ersten bzw. der zweiten Strommesseinrichtung mit jeweils einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert auf. Accordingly, the object is achieved by a circuit arrangement for detecting a short circuit between a first and a second terminal of a circuit breaker arrangement for energizing a connectable to the first and second terminal load, with a arranged between a high potential of a supply voltage and the first terminal and a first circuit breaker between the second terminal and the lower potential of the supply voltage arranged second circuit breaker. In the current path of the first circuit breaker and the current path of the second circuit breaker, a first and second current measuring device is arranged. The circuit arrangement also has a first and a second comparator for comparing the measured values of the first and the second current measuring device, each having a first lower and a second higher threshold value.

Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zur Detektion eines Kurzschlusses bei einer gemäß Anspruch 1 ausgebildeten Schaltungsanordnung, bei dem ein Kurzschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss, also über der Last, erkannt wird, indem der erste oder der zweite Vergleicher das Überschreiten des zweiten hohen Schwellwertes anzeigt, und der jeweils andere Vergleicher das Überschreiten zumindest des ersten niederen Schwellwerts anzeigt. The object is also achieved by a method for detecting a short circuit in a circuit arrangement formed according to claim 1, in which a short circuit between the first and the second terminal, so the load is detected by the first or the second comparator exceeding the indicates the second high threshold, and the other comparator indicating the exceeding of at least the first low threshold.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist als Halbbrücke ausgebildet, sie kann in vorteilhafter Weise aber auch zu einer Vollbrücke ergänzt werden, wobei folglich zwischen dem hohen Potential der Versorgungsspannung und dem zweiten Anschluss ein dritter Leistungsschalter und zwischen dem ersten Anschluss und dem niederen Potential der Versorgungsspannung ein vierter Leistungsschalter angeordnet ist. In vorteilhafter Weise sind sowohl dem dritten als auch dem vierten Leistungsschalter jeweils eine dritte bzw. vierte Strommesseinrichtung sowie ein dritter bzw. vierter Vergleicher zum Vergleich der Messwerte der Strommesseinrichtungen mit einem ersten niederen und einem zweiten höheren Schwellwert vorgesehen. Hierdurch kann beispielsweise ein elektromotorischer Antrieb nicht nur in die eine sondern auch in die andere Richtung betrieben werden, wobei der Kurschluss über der Last also zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss in beiden Betriebsarten während des Betriebs festgestellt werden kann, wenn im Strompfad eines der aktiven Leistungsschalter der höhere Schwellwert überschritten ist und im Strompfad des jeweils anderen Leistungsschalters zumindest der niedere Schwellwert überschritten ist. The circuit arrangement according to the invention is designed as a half-bridge, but it can be supplemented in an advantageous manner to a full bridge, and consequently between the high potential of the supply voltage and the second terminal, a third power switch and between the first terminal and the low potential of the supply voltage, a fourth circuit breaker is arranged. In an advantageous manner, both the third and the fourth power switch are provided in each case with a third or fourth current measuring device and a third or fourth comparator for comparing the measured values of the current measuring devices with a first lower and a second higher threshold value. In this way, for example, an electric motor drive can be operated not only in one but also in the other direction, the short circuit between the load and the first and second connection in both operating modes during operation can be determined when in the current path of the active Circuit breaker, the higher threshold is exceeded and in the current path of the other circuit breaker, at least the low threshold is exceeded.

Der niedere Schwellwert ist dabei in vorteilhafter Weise ein Schwellwert für einen Grenzstrom, der ein für die Schaltungsanordnung im Normalbetrieb maximal zulässiger Strom ist. Der zweite höhere Schwellwert ist ein Schwellwert der einen Überstrom anzeigt, also einen Strom, der einen unzulässig hohen Wert erreicht hat und folglich auf einen Kurzschluss hinweist. The lower threshold value is advantageously a threshold value for a limiting current which is a maximum permissible current for the circuit arrangement in normal operation. The second higher threshold is a threshold that indicates an overcurrent, that is, a current that has reached an inadmissibly high level and thus indicates a short circuit.

Prinzipiell fließt durch beide aktive Leistungsschalter und über die Last bzw. im Falle eines Kurzschlusses über der Last über die Kurzschlussverbindung derselbe Strom, so dass im Kurschlussfall beide Vergleicher das Überschreiten des höheren Schwellwerts anzeigen sollten. Allerdings sind die Vergleicher und die die Schwellwerte bildenden Referenzstrom- bzw. Spannungsquellen aufgrund der damit verbunden Kosten nicht hochpräzise ausgeführt sondern können Abweichungen aufweisen. So kann es also vorkommen, dass der eine Vergleicher bereits das Überschreiten des höheren Schwellwerts anzeigt, während der andere Vergleicher nur das Überschreiten des niederen Schwellwerts, also des Grenzstromes anzeigt. Dies ist jedoch ausreichend für die Erkennung eines Kurzschlusses über der Last. In principle, the same current flows through both active power switches and via the load or in the case of a short circuit across the load via the short-circuit connection, so that in the event of a short circuit both comparators should indicate that the higher threshold value has been exceeded. However, due to the associated costs, the comparators and the reference current or voltage sources forming the threshold values are not executed with high precision but may have deviations. Thus, it may happen that the one comparator already indicates that the higher threshold value has been exceeded, while the other comparator only indicates that the lower threshold value, that is to say the limit current, has been exceeded. However, this is sufficient for detecting a short circuit across the load.

Nicht ausreichend ist hingegen das Anzeigen eines Überstromes nur in einem der aktiven Strompfade, da dies auch auf einen Kurzschluss des jeweiligen Anschlusses gegen das hohe oder niedere Versorgungspotential sein könnte. Die möglichen Fehlerfälle sind in nachfolgender Tabelle dargestellt: Fehlerfälle LSx Ithreshhold1 LSx Ithreshhold2 HSx Ithreshhold1 HSx Ithreshhold2 Kurzschluss über der Last (1) X X X Kurzschluss über der Last (2) X X X Kurzschluss über der Last (3) X X X X Kurzschluss gegen GND am Ausgang OUTx X X Kurzschluss gegen Vbat am Ausgang OUTx X X By contrast, it is not sufficient to indicate an overcurrent only in one of the active current paths, since this could also be due to a short circuit of the respective terminal against the high or low supply potential. The possible error cases are shown in the following table: faults LSx Ithreshhold1 LSx Ithreshhold2 HSx Ithreshhold1 HSx Ithreshhold2 Short circuit over the load (1) X X X Short circuit over the load (2) X X X Short circuit over the load (3) X X X X Short circuit to GND at the output OUTx X X Short circuit to Vbat at output OUTx X X

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur näher beschrieben werden. Dabei zeigtThe invention will be described below with reference to an embodiment with reference to a figure. It shows

1 eine Prinzipskizze einer Vollbrücke mit angedeutetem Kurzschluss über einer angeschlossenen Last. 1 a schematic diagram of a full bridge with indicated short circuit on a connected load.

In der Vollbrückenleistungsschalteranordnung der 1 ist ein erster Leistungsschalter HS1 zwischen dem positiven Potential der Versorgungsspannung Vbat und einem ersten Anschluss OUT1 angeordnet. Zwischen einem zweiten Anschluss OUT2 und dem niederen Potential der Versorgungsspannung – hier der Masseanschluss GND – ist ein zweiter Leistungsschalter LS1 angeordnet. Zwischen dem ersten und zweiten Anschluss OUT1, OUT2 ist ein Verbraucher Last angeordnet, der sowohl ein ohmscher, ein kapazitiver als auch ein induktiver Verbraucher sein kann. Über den Verbraucher Last ist ein Verbindungspfad mit einem Schalter dargestellt, der bei geschlossenem Schalter einen Kurzschluss symbolisieren soll. Ein durchgehender Strompfad KS symbolisiert einen Kurschlussstrom. In the full bridge circuit breaker assembly of 1 a first power switch HS1 is arranged between the positive potential of the supply voltage Vbat and a first terminal OUT1. Between a second terminal OUT2 and the low potential of the supply voltage - here the ground terminal GND - a second power switch LS1 is arranged. Between the first and second terminals OUT1, OUT2 a load load is arranged, which can be both an ohmic, a capacitive and an inductive load. The load load is a connection path with a switch that is to symbolize a short circuit when the switch is closed. A continuous current path KS symbolizes a short-circuit current.

Die Leistungsschalter HS1, LS1 sind im dargestellten Beispiel der 1 als N-Kanal-MOSFETs ausgebildet und weisen eine intrinsische Diode – oft als Bodydiode bezeichnet – auf. The circuit breaker HS1, LS1 are in the example shown the 1 formed as N-channel MOSFETs and have an intrinsic diode - often referred to as Bodydiode - on.

Diese Hälfte der in 1 dargestellten Vollbrückenschaltung würde bereits ausreichen, den Verbraucher Last mit Energie aus der Versorgungsquelle Vbat zu versorgen, indem die beiden Leistungsschalter HS1, LS1 geschlossen werden. Sie würden zu diesem Zweck durch eine geeignete Steuerschaltung (nicht dargestellt), die ihrerseits durch einen Mikroprozessor (ebenfalls nicht dargestellt) angesteuert werden kann, angesteuert werden. This half of in 1 shown full bridge circuit would already be sufficient to supply the load load with energy from the supply source Vbat by the two power switches HS1, LS1 are closed. They would be for this purpose by a suitable control circuit (not shown), which in turn can be controlled by a microprocessor (also not shown), are controlled.

Zur Ausbildung einer Vollbrückenschaltung sind in 1 außerdem ein dritter Leistungsschalter HS2 zwischen dem positiven Versorgungsspannungsanschluss Vbat und dem zweiten Anschluss OUT2 und ein vierter Leistungsschalter LS2 zwischen dem ersten Anschluss OUT1 und dem niederen Versorgungsspannungsanschluss GND angeordnet. Auch diese Leistungsschalter sind im dargestellten Beispiel als N-Kanal-MOSFETs mit intrinsischen Dioden dargestellt. To form a full bridge circuit are in 1 In addition, a third power switch HS2 is arranged between the positive supply voltage terminal Vbat and the second terminal OUT2, and a fourth power switch LS2 is arranged between the first terminal OUT1 and the lower supply voltage terminal GND. These power switches are also shown in the example shown as N-channel MOSFETs with intrinsic diodes.

Diese intrinsischen Dioden werden beim Betrieb eines induktiven Verbrauchers beim Abschalten des Stroms als Freilaufdioden verwendet. These intrinsic diodes are used as freewheeling diodes when operating an inductive load when turning off the power.

Zur Überwachung der Vollbrückenschaltung der 1 wird der Strom in den jeweiligen Zweigen der Schaltung detektiert. Hierzu sind nicht dargestellte Strommesseinrichtungen vorgesehen, die für einen Fachmann selbstverständlich sind. So können beispielsweise Shuntwiderstände verwendet werden, wobei die an diesen Shuntwiderständen abfallende Spannung ein Maß für den Strom in den jeweiligen Stromzweigen ist. Alternativ können auch Stromspiegel verwendet werden, deren Ausgangsstrom ein Maß für den durch den Brückenschaltungszweig fließenden Strom ist. For monitoring the full bridge circuit of 1 the current is detected in the respective branches of the circuit. For this purpose, not shown current measuring devices are provided, which are obvious to a person skilled in the art. For example, shunt resistors can be used, wherein the voltage dropping across these shunt resistors is a measure of the current in the respective current branches. Alternatively, it is also possible to use current mirrors whose output current is a measure of the current flowing through the bridge circuit branch.

Die Ausgangssignale solcher bekannter Strommesseinrichtungen werden in ebenfalls bekannter Weise Vergleichern zugeführt, die diese gemessenen Signale, die sowohl Ströme als auch Spannungen, die repräsentativ für die fließenden Ströme sind, sein können, mit Schwellwerten vergleichen. Für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist ein erster niederer Schwellwert und ein zweiter höherer Schwellwert vorgesehen, wobei der erste niedere Schwellwert ein Grenzstrom ist, der einen maximal für die Schaltungsanordnung zulässigen Strom darstellt. Der zweite höhere Schwellwert ist ein Überstromschwellwert, der einen unzulässig hohen Strom darstellt, bei dem die Schaltung bereits überlastet würde. The output signals of such known current measuring devices are supplied in a likewise known manner to comparators, which compare these measured signals, which may be both currents and voltages which are representative of the flowing currents, with threshold values. For the circuit arrangement according to the invention, a first low threshold value and a second higher threshold value are provided, wherein the first low threshold value is a limiting current which represents a maximum current permissible for the circuit arrangement. The second higher threshold is an overcurrent threshold that represents an excessively high current at which the circuit would already be overloaded.

Falls ein Kurzschluss über dem Verbraucher Last vorliegen würde, würde ein unzulässig hoher Strom fließen, so dass in jedem Fall der erste niedere Schwellwert beider in den stromdurchflossenen Zweigen angeordneter Strommesseinrichtung detektiert würde und die angeschlossenen Vergleicher entsprechend ein Signal abgeben würden. Aufgrund von Toleranzen wird in jedem Fall einer der Vergleicher auch einen Strom anzeigen, der den zweiten höheren Schwellwert überschreitet, so dass ein unzulässiger Überstrom angezeigt wird. In den meisten Fällen werden jedoch beide Vergleicher diesen unzulässigen Überstrom anzeigen. If there would be a short circuit across the load load, an inadmissibly high current would flow, so that in each case the first low threshold value of both arranged in the current-carrying branches current measuring device would be detected and the connected comparator would give a corresponding signal. In any event, due to tolerances, one of the comparators will also indicate a current exceeding the second higher threshold, indicating an improper overcurrent. In most cases, however, both comparators will indicate this unacceptable overcurrent.

Zur Anzeige eines Kurzschlusses über den Verbraucher Last ist es nun in erfindungsgemäßer Weise lediglich erforderlich, dass einer der in den aktiven Stromzweigen zugeordneten Vergleicher einen Überstrom anzeigt und der jeweils andere zumindest ein Überschreiten des Grenzstromes, also der ersten niederen Schwelle. Vorzugsweise wird dabei ermittelt, ob der Überstrom zumindest während einer vorgegebenen Zeit auftritt, ob also der Strom während dieser vorgegebenen Zeit über dem zweiten Schwellwert liegt. Diese Zeit wird häufig als Filterzeit bezeichnet. Dies ist erforderlich, da lediglich das Anzeigen eines Überstroms in einem der Schaltungszweige ebenfalls einen Kurzschluss des jeweiligen zugeordneten Anschlusses OUT1 bzw. OUT2 gegen das hohe oder niedere Potential der Versorgungsspannung Vbat, GND sein könnte. So würde beispielsweise die Detektion eines Überstroms in dem den ersten Leistungsschalter HS1 enthaltenden Schaltungszweig sowohl ein Kurzschluss über den Verbraucher Last als auch ein Kurschluss des ersten Ausgangs OUT1 gegen Masse GND als Ursache haben können. Zeigt jedoch der den zweiten Leistungsschalter LS1 zusätzlich ein Überschreiten zumindest der Grenzstromschwelle an, so liegt eindeutig ein Kurzschluss über den Verbraucher Last vor, da bei einem Kurzschluss des ersten Anschlusses OUT1 gegen den Masseanschluss GND kein entsprechend hoher Strom durch den zweiten Leistungsschalter LS1 fließen könnte. In order to indicate a short circuit across the load load, it is now only necessary in accordance with the invention for one of the comparators assigned to the active current branches to indicate an overcurrent and the other to at least exceed the limiting current, that is to say the first low threshold. Preferably, it is determined whether the overcurrent occurs at least during a predetermined time, that is, whether the current during this predetermined time is above the second threshold. This time is often referred to as filter time. This is necessary because only displaying an overcurrent in one of the circuit branches could also be a short circuit of the respective assigned terminal OUT1 or OUT2 against the high or low potential of the supply voltage Vbat, GND. So For example, the detection of an overcurrent in the circuit branch containing the first power switch HS1 could have both a short-circuit across the load load and a short-circuit of the first output OUT1 to ground GND as the cause. However, if the second circuit breaker LS1 additionally indicates that at least the limit current threshold has been exceeded, then there is clearly a short circuit across the load since, in the event of a short circuit of the first terminal OUT1 against the ground terminal GND, no correspondingly high current could flow through the second circuit breaker LS1.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008018244 B3 [0006]

Claims

Circuit arrangement for detecting a short circuit between a first (OUT1) and a second terminal (OUT2) of a circuit breaker arrangement for supplying a load which can be connected to the first and second terminals (OUT1, OUT2) with a voltage between a high potential (Vbat) of a supply voltage and first terminal arranged first power switch (HS1) and a between the second terminal (OUT2) and the lower potential (GND) of the supply voltage arranged second power switch (LS1), with a first current measuring device arranged in the current path of the first power switch (HS1) and a second current measuring device arranged in the current path of the second power switch (LS1), with a first comparator for comparing the measured values of the first current measuring device with a first lower and a second higher threshold value and a second comparator for comparing the measured values of the second current measuring device with a first lower and a second higher threshold value.

Circuit arrangement according to Claim 1, characterized by a third power switch (HS2) arranged between the high potential (Vbat) of the supply voltage and the second connection (OUT2) and a fourth arranged between the first connection (OUT1) and the lower potential (GND) of the supply voltage Circuit breaker (LS2), wherein in the current path of the third power switch (HS2), a third current measuring device and in the current path of the fourth circuit breaker (LS2) a fourth current measuring device is arranged, and wherein a third comparator is provided for comparing the measured values of the third current measuring device with a first lower and a second higher threshold value and a fourth comparator for comparing the measured values of the fourth current measuring device with a first lower and a second higher threshold value.

Method for detecting a short circuit between a first (OUT1) and a second terminal (OUT2) of a circuit breaker arrangement for supplying a load that can be connected to the first and second terminal (OUT1, OUT2), wherein the power switch arrangement is formed with a first power switch (HS1) arranged between a high potential (Vbat) of a supply voltage and the first terminal and a second power switch (LS1) arranged between the second terminal (OUT2) and the low potential (GND) of the supply voltage . wherein in the current path of the first power switch (HS1) a first current measuring device and in the current path of the second power switch (LS1) a second current measuring device is arranged, wherein a first comparator for comparing the measured values of the first current measuring device with a first lower and a second higher threshold and a second Comparator for comparing the measured values of the second current measuring device is provided with a first lower and a second higher threshold, and wherein a short circuit between the first (OUT1) and the second terminal (OUT2) is detected when the first or the second comparator indicates the exceeding of the second high threshold value and the other comparator indicates the exceeding of at least the first low threshold value.

Method according to claim 3, wherein between the high potential (Vbat) of the supply voltage and the second terminal (OUT2) a third power switch (HS2) and between the first terminal (OUT1) and the lower potential (GND) of the supply voltage a fourth power switch (LS2 ) is arranged wherein a third current measuring device is arranged in the current path of the third power switch (HS2) and a fourth current measuring device is arranged in the current path of the fourth power switch (LS2), wherein a third comparator is provided for comparing the measured values of the third current measuring device with a first lower and a second higher threshold value and a fourth comparator for comparing the measured values of the fourth current measuring device with a first lower and a second higher threshold value, and wherein a short circuit between the first (OUT1) and the second terminal (OUT2) is detected when the third or the fourth comparator indicates the exceeding of the second high threshold value and the other comparator indicates the exceeding of at least the first low threshold value.

Method according to one of claims 3 or 4, characterized in that the first low threshold value is a threshold value for a limiting current which is a maximum allowable current for the circuit arrangement according to claim 1 or 2 and that the second higher threshold value is a threshold value for an overcurrent which is an excessively high current.

A method according to claim 5, characterized in that an overcurrent is detected when the current is a predetermined time above the second threshold.